Détecteur-avertisseur autonome de monoxyde de carbone

Un détecteur-avertisseur autonome de monoxyde de carbone, ou détecteur autonome avertisseur de monoxyde de carbone (DAACO)^[1], est un appareil qui analyse l'air afin de détecter si un taux anormal de monoxyde de carbone y est présent, et ainsi prévenir une intoxication au monoxyde de carbone. Contrairement au détecteur de fumée, il n'a pas besoin de la présence de particules typiques de fumées dans l'air pour se déclencher mais seulement de la présence du monoxyde de carbone, gaz inodore et incolore résultant d'une combustion incomplète d'un combustible carboné^[2]. La norme européenne EN50291 spécifie les prescriptions concernant les détecteurs de monoxyde de carbone à usage domestique^[3]. Les détecteurs de monoxyde de carbone peuvent être installés de manière fixe, ou pour les travailleurs de certaines industries, être portatifs et servir d'équipement de protection individuelle.

Danger du monoxyde de carbone[modifier | modifier le code]

Le monoxyde de carbone (CO) est formé lorsque la combustion incomplète de matériaux carbonés a lieu^[4]. Lorsque le dioxygène O₂ (comburant) n'est pas assez présent dans la pièce pour alimenter convenablement le foyer, la production de monoxyde de carbone (CO) est favorisée face à celle de dioxyde de carbone (CO₂) moins néfaste. Ce gaz est particulièrement dangereux car, insipide, incolore, inodore et non irritant, il n'est pas détectable par l'être humain. De plus, ses effets toxiques apparaissent à des concentrations très basses (quelques dizaines de ppm).

Les symptômes de l'intoxication légère associent des maux de tête, des vertiges, et des manifestations pseudo-grippales ; une exposition plus forte peut entraîner des effets toxiques sur le système nerveux central, le cœur et même provoquer la mort.

Le mécanisme de l'intoxication n'est pas parfaitement connu, mais il est principalement lié à la très forte affinité du CO avec l'hémoglobine. En effet, contrairement à la molécule de dioxygène qui se détache facilement des globules rouges pour alimenter les cellules, le monoxyde de carbone est une molécule incomplète qui s'associe à l'hémoglobine avec 200 fois plus d'affinité que le dioxygène, empêchant ainsi le transport et l'utilisation de celui-ci par les tissus.

Installation du détecteur[modifier | modifier le code]

Alors que le dioxyde de carbone (CO₂), de masse molaire 44 g/mol, est plus lourd que l'air (29 g/mol) et a tendance à s'accumuler à proximité du sol en atmosphère calme, le monoxyde de carbone a une masse molaire proche de celle de l'air (28 g/mol) et aura tendance à se mélanger avec lui. Ainsi, contrairement au détecteur de fumée, il n'est pas nécessaire d'installer le détecteur de monoxyde de carbone au plafond. Un « Guide de sélection, d’installation, d’utilisation et de maintenance » a été publié sous la forme d'une norme européenne (NF EN 50292) en novembre 2013^[1].

Technologies de détection[modifier | modifier le code]

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Les trois technologies de détecteurs de monoxyde de carbone disponibles sur le marché sont^[5] :

• les détecteurs électrochimiques^[6] ;
• les détecteurs à semi-conducteur en oxyde métallique^[6] ;
• les détecteurs à disque enduit de gel (détection optique).

Détecteurs électrochimiques[modifier | modifier le code]

Les détecteurs électrochimiques se basent sur une pile à combustible monoxyde de carbone - dioxygène ^[7]. La pile est constitué d'un conteneur avec deux électrodes séparées par un électrolyte acide (par exemple de l'acide sulfurique). Le courant fournie par cette pile est reliée de manière précise à la quantité de monoxyde de carbone dans l'air à proximité du détecteur.

Le monoxyde de carbone est oxydé au niveau de l'anode et forme du dioxyde de carbone, d'après la demi-équation d'oxydo-réduction suivante (potentiel standard E° = − 0,11 V / ESH) :

${\displaystyle {\ce {CO + H2O = CO2 + 2H+ + 2e-}}}$

A la cathode, c'est l'oxygène qui est réduit en eau (potentiel standard E° = 1,23 V / ESH).

${\displaystyle {\ce {O2 + 2 H+ + 2e- = 2 H2O}}}$

La réaction globale ${\textstyle {\ce {2CO + O2 = 2CO2}}}$ est très favorisée, elle se produit donc spontanément. Le courant électrique produit par cette pile est proportionnel à la concentration en monooxyde de carbone dans l'air au niveau du détecteur, ce qui permet de déclencher une alarme sonore lorsque ce taux atteint une valeur critique.

Cette méthode de détection présente l'avantage de mesurer avec une haute précision le taux de monoxyde de carbone, de fonctionner à température ambiante et de ne nécessiter qu'une faible source d'énergie, lui assurant une autonomie de 5 à 10 ans.

Détection optique[modifier | modifier le code]

Les méthodes de détection optique s'appuient sur le changement de couleur d'un gel ou d'une solution en fonction de la présence ou l'absence du monoxyde de carbone. La couleur est suivie à l'aide d'une photodiode. Les piles alcalines permettent d'alimenter ce type d'appareil environ 2 - 3 ans, elles doivent donc être changées au cours de la vie de l'appareil. Ces détecteurs disposent donc d'un système de mesure et d'alerte en cas de baisse de charge de la batterie.

Le changement de couleur peut être dû à la complexation du monoxyde de carbone par un ligand (en général un chromatophore comme une cyclodextrine) dont la couleur change selon son état lié ou non. Cette technique imite le changement de couleur de l'hémoglobine entre ses états libres et liés. Elle présente l'avantage d'être extrêmement spécifique et est donc plébiscité dans les lieux publics où une fausse alerte est dommageable.

Le changement de couleur peut également être obtenu grâce aux propriétés réductives du monoxyde de carbone. Celui-ci peut par exemple réduire le disulfitopalladate (II) de potassium (jaune), ce qui s'accompagne de la formation de palladium solide donc de l'obscurcissement du substrat.

${\displaystyle {\ce {K2Pd(SO3)2 + CO = K2SO3 + SO2 + Pd + CO2}}}$

Cette méthode présente l'avantage d'être peu onéreuse, mais elle est moins précise que la méthode électrochimique.

Entretien[modifier | modifier le code]

Le détecteur autonome est équipé de piles et doit être vérifié régulièrement (au moins une fois par an). Généralement, il est équipé d'un bouton de test qui permet de s’assurer de son bon fonctionnement. Certains modèles (cf. photo en haut de page) sont aussi équipés d'un afficheur permettant de connaître la valeur maximale de CO mesurée.

Notes et références[modifier | modifier le code]

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

• Alarme incendie
• Détecteur de fumée
• Intoxication au monoxyde de carbone
• Sprinkler
• Système de détection incendie

v · m Lutte contre l'incendie
Systèmes de détection et d'alarme	Alarme incendie Détecteur d'arc Déclencheur manuel d'alarme incendie Détecteur-avertisseur autonome de monoxyde de carbone Détecteur et avertisseur autonome de fumée Sirène
Installations fixes	Colonne humide (en charge) Colonne sèche Hydrant (Poteau et bouche d'incendie) Installation fixe à gaz Installation fixe à eau Douche fixe de premiers secours Robinet d'incendie armé (RIA)
Équipements de protection individuelle	Appareil respiratoire isolant Appareil respiratoire filtrant Casque de pompier Combinaison Hazmat Couverture antifeu Douche portative de sécurité
Véhicules	Autopompe Avion bombardier d'eau Bateau-pompe Bras élévateur articulé Camion citerne grande capacité Camion citerne rural Camion d'accompagnement Camion-citerne feux de forêts Camionnette de réserve d'air comprimé Crashtender Dévidoir automobile Fourgon d'appui Fourgon d'incendie Fourgon mousse grande puissance Fourgon pompe-tonne Fourgon de premier secours évacuation Grande échelle Hélicoptère bombardier d'eau Moto de pompier Véhicule d'assistance respiratoire Véhicule porte-berce Véhicule poste de commandement
Autres équipements	Arrête-flammes Barre Halligan Citerne souple Extincteur Lance d'incendie Lance du dévidoir tournant Motopompe Nomex Pare-feu Porte coupe-feu Pulaski Tour de guet Tuyau d'incendie Bambi bucket
Phénomènes thermiques	BLEVE Embrasement généralisé éclair (Flashover) Explosion de fumées (Backdraft) Explosion de poussières Fire Gas Ignition Auto-inflammation des fumées Flashfire Smoke explosion Progressions rapides du feu Tempête de feu
Chimie et physique du feu	Classe de feux Combustion Flamme Front de flamme Point d'éclair Point d'inflammation Point d'auto-inflammation Point de fumée Triangle du feu
Terminologie	Combustion Explosion Incendie Déflagration Détonation Équipe en binôme Feu Forêt Brousse Industriel Navire Véhicule Mégafeu
Articles liés	Agent de sécurité incendie certifié Caserne de pompiers Chronologie des grands incendies Commission consultative départementale de sécurité et d'accessibilité Directive Seveso Établissement recevant du public en droit français Jeux mondiaux des policiers et pompiers Prévention incendie Pompier Grades Aéroport Entreprise Militaire Professionnel Volontaire Pompier parachutiste Risque pyrotechnique Règlementation ATEX

v · m Capteurs
Angle	Capteur sans arrière plan Codeur absolu Codeur incrémental
Distance	Capteur de position Capteur de déplacement Capacitif LVDT RVDT Capteur ultrason Capteur infrarouge Capteur micro-onde
Force et moment	Capteur de force Jauge de déformation Sonde de pression
Inertiels	Accéléromètre Gyromètre Gyroscope
Électromagnétique	Capteur à effet Hall Capteur de courant à effet Hall Capteur de courant à effet Néel Enroulement de Rogowski Capteurs CCD, CMOS, Foveon Cellule photoélectrique Photodiode Photorésistance Détecteur infrarouge
Température	Capteur de température Sonde RTD Thermistance Thermocouple
Vibrations-acoustique	Capteur piézoélectrique Hydrophone Microphone
Gaz	O2 NOX CO CO2 CO et CH4
Articles liés	Antenne Sonde Jauge Capteur de proximité

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